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最後更新：2026年10月8日晶圓製造・基板加工矽晶圓製造（長晶・切片・研磨）中國大陸：硅片

矽晶圓是什麼

Silicon Wafer

矽晶圓是將單晶矽晶棒切成薄片並經鏡面拋光的圓形基板，是所有半導體元件製造的起點材料。先進邏輯、DRAM、NAND 以直徑300mm（12吋）為主流，功率半導體與 MEMS 則仍在使用200mm（8吋）。信越化學與勝高（SUMCO）這2家日本廠商合計占全球市占率過半。

目錄6 項
  1. 定義與原理
  2. 重點整理
  3. 常見問題
  4. 相關企業
  5. 相關用語
  6. 比較文章

定義與原理

矽晶圓是用來製造半導體元件的基板（substrate），由單晶矽切成薄片並研磨而成的圓形板材。在積體電路（IC）、邏輯晶片、記憶體、功率元件等的製造中，所有製程都在矽晶圓上進行。晶圓品質直接影響元件的良率與性能，是最基礎的材料。

晶圓的製造流程主要分為2個階段。首先以柴可拉斯基法（CZ 法）在石英坩堝內，從矽熔液中拉出高純度的單晶晶棒（棒狀結晶）。接著用線鋸將晶棒切片，再經過研磨（lapping）、蝕刻、雙面拋光、磊晶成長等多道後加工步驟，完成鏡面晶圓。

晶圓直徑越大，每1片可取得的晶片數就越多，能降低製造成本。目前主流是300mm 晶圓（直徑12吋），用於先進邏輯、DRAM、NAND Flash 等的大量生產。業界長年討論轉向450mm 晶圓，但受限於設備投資規模與標準化等課題，實用化仍遙遙無期。在成熟製程節點、MEMS 與功率半導體領域，150mm（6吋）與200mm（8吋）至今仍是主流。

晶圓的主要規格包括直徑（150/200/300mm）、厚度（300mm 約775μm）、晶向（<100>或<111>）、導電型（N 型/P 型）、電阻率（摻雜物濃度）、氧濃度（CZ 法製程中混入）等。此外，還有配合元件特性的磊晶晶圓（在表面以氣相成長一層薄單晶層）、SOI（Silicon On Insulator）晶圓、FZ 法（浮區法）晶圓等多種類型。

主要廠商為信越化學（全球市占率約30%）、勝高（約26%）、Siltronic（德國）、SK Siltron（韓國）4家，合計占全球市場約90%以上。晶圓市場隨半導體景氣循環波動，但隨著先進節點的推進，對高品質晶圓的需求長期呈現增加趨勢。

重點整理

  • 以柴可拉斯基法培育高純度（11N：99.999999999%）的單晶矽
  • 直徑300mm（12吋）是先進邏輯與記憶體製造的主流尺寸
  • 1片晶圓可同時製造數百至數千顆晶片——大尺寸化可降低成本
  • 信越化學與勝高合計占全球供應量約60%，是日本的強項材料
  • 以 TTV（厚度變異）、表面粗糙度、缺陷密度等品質指標進行管理

矽晶圓的常見問題

什麼是半導體晶圓？
半導體晶圓是製造晶片（積體電路）的基底，為圓盤狀的薄基板。主要原料是高純度單晶矽，電晶體與導線等電路圖形會在其上反覆形成。最後將晶圓切割（dicing）成一顆顆的晶片。
矽晶圓是如何製造的？
首先以柴可拉斯基（CZ）法將高純度矽熔融，並利用晶種拉出單晶晶棒。接著用線鋸將晶棒切成薄片，再經過倒角、研磨（lapping）、蝕刻、鏡面拋光（CMP）、清洗等各道步驟後成為產品。
為什麼晶圓尺寸越來越大？
因為直徑越大，每1片可取得的晶片數越多，能降低製造成本。歷史上從50mm→150mm→200mm→300mm 逐步擴大。下一世代的450mm 因成本與投資規模等課題，業界仍在持續評估。
300mm 晶圓與200mm 晶圓有何不同？
由於直徑不同（300mm vs 200mm），晶圓面積約為2.25倍。先進邏輯（3nm、5nm 等）與 DRAM 幾乎都只用300mm，但在類比、功率、感測器領域，200mm 晶圓廠仍在運作；成熟節點若成本效益較高，也有持續使用200mm 的情況。
日本的矽晶圓廠商有哪些？
代表性的日本企業是信越化學（Shin-Etsu Chemical）與勝高（SUMCO）2家。光這2家就占全球矽晶圓供應量約60%，在先進邏輯用300mm 晶圓的市占率更高。其次為 Siltronic（德國）、環球晶圓（GlobalWafers，台灣）、SK Siltron（韓國）。
半導體晶圓的尺寸（直徑）是多少 mm？（半導體 晶圓 尺寸）
目前主要的晶圓尺寸以3個等級為中心：①300mm（12吋）：先進邏輯（3nm～7nm）、DRAM、3D NAND 的主流；②200mm（8吋）：仍用於類比、功率、感測器、成熟邏輯；③150mm（6吋）以下：SiC、GaN、化合物半導體等特殊用途。直徑越大，每1片可取得的晶片數越多，成本效益越高。下一世代的450mm 投資規模龐大，目前業界普及仍無明確時程。
半導體晶圓的尺寸（直徑）是多少 mm？（半導體 晶圓 尺寸）
目前主要的晶圓尺寸以3個等級為中心：①300mm（12吋）：先進邏輯、DRAM、3D NAND 的主流；②200mm（8吋）：仍用於類比、功率、感測器；③150mm（6吋）以下：SiC、GaN 等特殊用途。直徑越大，每1片可取得的晶片數越多，成本效益越高。
矽晶圓與半導體晶圓有何不同？
一般多作為同義詞使用。嚴格來說，「半導體晶圓」是廣義的稱呼，也包含 SiC 晶圓、GaN 晶圓、Ge 晶圓等 Si 以外的材料；「矽晶圓」則專指以 Si 為材料者。由於目前半導體產業絕大多數使用 Si 晶圓，兩者幾乎被視為同義。
半導體晶圓的價格大約多少？
依品種與規格而異，一般用途的300mm 矽晶圓每1片約100～200美元。先進邏輯用的高品質產品有時超過300美元。晶圓成本約占晶片整體製造成本的10～20%。
矽晶圓的品質以哪些指標管理？
主要品質指標包括 TTV（Total Thickness Variation：整體厚度變異）、SFQR（局部平坦度）、表面粗糙度（Ra）、LPD（Light Point Defects：表面缺陷密度）、氧與碳濃度等。節點越先進，為維持曝光的焦點精度，平坦度規格逐年趨嚴。

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